水平井连续油管冲砂工艺及冲砂液性能研究

１ 油井 出砂及筛管堵塞原 因分析
１１ 出 砂 ．
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高孔 高渗储 集层 Ｊ 。平 均孔 隙度大 于 ３％ ， 均 渗 ０ 平 透率 为达 西级别 。胶 结物 含 量 少 ， 以孔 隙式 胶 结 为
可能 压折 连续 油管 ， 因此 ， 施 工 中必须 予 以避 免 。 在
筛管堵塞 ， 断了流体通道 ， 截 将部分 流体 遮挡 该 区 ｌ０多 口水 平井 中 １
连续 油管 在井筒 中的受力 通过 下面 两式计算 。 正 弦弯 曲 ： Ｆ ＝［￣ ｉ（ ｒ ］／。 １ ２ ｑ／ Ｒ— ） １ ２
主， 胶结疏松。因筛 管防砂 级别不够 ， 较小 岩石颗 粒可 以通过筛 管进入 井筒 ， 造成 部分井水 平段 砂
埋 ， 而导致水 平段 有效 长度缩 短 。 从 １２ 筛 管堵 塞 ． Ｇ０ １４区块油 藏 原 油 具 有 “ 高 一 低 ” 特 点 ， 三 的
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化碳驱提高石油采 收率技术 ， — ａ ：ｈｎ ｗ ｉ ｅ ｏｈｎ．ｏ ｅ 。 Ｅ ｍ ｉ ｙｏｇ ｅ＠ｐｔ ｃ ｉａｅｍ．ｎ ｌ ｒ
致近井地带的导流能力逐渐下降。同时 ， 这些物质
３ ２期
俞宏伟 ， ： 等 连续油管 冲砂解堵在水平井 中的应用
８ １ ０９
附着 于筛 管外 表 面 或进 人 筛 管 砾 石 填 充部 分 ， 导致
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连续油管作业技术在大港油田水平井中的应用研究发布时间：2021-03-30T05:04:47.013Z 来源：《科技新时代》2021年1期作者：彭芳亮[导读] 连续油管作业技术是利用连续油管的技术优势实现冲砂，分段酸洗解堵、以及排液等工艺措施，特别是在水平井上应用成果更为显著。

大港油田自从1994年引进以来取得了良好的效果，主要涉足冲砂，液氮气举等方面，积累较为丰富的作业经验。

中国石油大港油田分公司第五采油厂天津 300450摘要：连续油管作业技术是利用连续油管的技术优势实现冲砂，分段酸洗解堵、以及排液等工艺措施，特别是在水平井上应用成果更为显著。

大港油田自从1994年引进以来取得了良好的效果，主要涉足冲砂，液氮气举等方面，积累较为丰富的作业经验。

近几年来，随着各油田对连续油管技术的认可程度不断提高，大港油田的连续油管作业技术得到了进一步的推广和完善。

关键词：连续油管;作业技术;冲砂;气举;配套工具 1连续油管作业的优势和特点作业速度快和运行经济性是采用连续油管技术的最突出优点。

与钻机修井机相比，连续油管作业机尺寸小，运移快、安装就位方便。

更具体地说，连续油管作业技术具有以下优点:作业安全、高效:运移、就位、井场准备快:带压作业:减少起下管柱时间：对环境影响小:现场占用人员少:运行费用相对低。

连续油管早期应用主要是围绕着流体循环/驱替开展，当前连续油管作业技术随着连续油管作业机及相关配套设备的发展已经应用于钻井、修井、试油、采油、增产、完井等领域，其作业特点主要有:（1）油井不停产作业：压力控制设备可以使连续油管在带压工况下安全应用。

（2）高压管道：连续油管申为流体循环，进、出井眼提供了一个高压通道。

另外，通过连续油管串可以操作水力工具或通过流体泵提供井下动力。

（3）不间断循环:在连续油管串被下入井下或从井下抽出的情况下，流体仍可以不间断地泵入井下。

（4）刚性和强度:连续油管串的刚性和强度使得工具和设备，以及连续油管串本身能被推入和拉出大斜度井和水平井。

连续油管水平气井负压冲砂工艺技术的研究大牛地气田油气井出砂是砂岩油气藏开采过程中经常会遇到的问题和容易造成的危害，我们采用优良的负压冲砂工艺，通过对传统冲砂工艺的研究改进，形成了适应大牛地气田低产低渗特点的新工艺。

标签：连续油管；水平气井；负压冲砂大牛地气田大部分气井在投产之后由于地层出砂问题，而出现不同程度的井底积砂现象，对气井的正常生产和后期稳产产生了一定的影响。

大牛地气田作为低渗、低压、低产气井，在常规冲砂作业过程压井之后，对气井的产能会造成很大影响，作者提出了采用连续油管高粘度液体携砂、氮气循环顶替欠平衡注入的负压冲砂技术，经大牛地区块气井的作业经验，作业时间短，对储层伤害小，为低压、低产气井冲砂作业提供了一种新的途径。

1 技术简介负压作业就是指在作业过程中，井筒内液柱压力始终小于地层压力。

通过这一原理提出负压冲砂理论，就是用水泥车和液氮泵车在井口并联，将它们分别打出的泡沫液和气体在三通处混合后打入井内形成密度较小的泡沫，从而使井筒内液柱压力小于地层压力，做到不漏失，并且有一定的排液解赌作用。

与常规油管冲砂方式相比，连续油管负压冲砂可充分发挥连续油管连续起下、不需上卸扣、密封可靠的特点，在不压井、不动管柱的情况下实施各种管内或过管作业，有可靠的防喷功能做保证，采用低密度的氮气泡沫循环介质作负压作业，有利于保护油气层，整个保护系统密闭循环，整个施工过程连续快捷、安全可靠。

该项工艺主要优点有：（1）采用高粘液体与氮气组合作为冲砂介质，携砂能力强、摩阻小、对地层的伤害较小；（2）连续油管作业无需压井作业；（3）泡沫流体的低密度特性能够有效地防止冲砂液倒灌入地层的发生；（4）负压冲砂有助于低压气井的诱喷和排除井内积液。

2 工具组合和冲砂方式及工艺参数2.1 工具组合負压冲砂工具采用环压式与连续油管连接，结构采用4喷嘴（4.6mm）结构，分作两组：前向直喷嘴1个，松动前段砂桥；后端倾斜喷嘴3个，呈120°均匀分布并与前向错开60°，起到向后输送砂粒的作用，具体结构形状见图1。

浅析水平井连续冲砂技术水平井连续冲砂技术是一种常见的油田开发技术，它将钻井和油藏工程技术相结合，通过连续冲击砂层的方式，实现了高效率的砂砾排除和井筒清洁。

本文将对水平井连续冲砂技术进行详细分析，从原理、工艺流程、优缺点以及应用范围等方面进行阐述，以期为相关从业者提供参考。

一、技术原理水平井连续冲砂技术是一种通过水平井井筒中不断注入清洁液并同时冲击井底砂砾，将砂砾带至表面排出的一种方法。

其基本原理是在井下井筒中产生高流速的液柱，通过将高速液柱送往井底，在井底产生高速冲击，从而将井底的砂砾推向井口，再由气液分离器将砂砾排出地面。

二、工艺流程水平井连续冲砂技术的工艺流程主要包括三个部分：准备工作、施工过程和收尾工作。

1. 准备工作：包括确定井筒内清洁液的种类和性能、选择合适的工艺参数、准备好必要的冲砂工具和设备等。

2. 施工过程：首先通过冲管和液柱将冲砂工具送入井下，然后通过管内液柱的高速流动，在井下产生高速冲击，将井底砂砾推向井口，再通过气液分离器将砂砾排出地面。

3. 收尾工作：收尾工作主要是对井下设备进行检查和维护，确保井下设备的正常运行。

三、优缺点分析1. 高效率：连续冲砂技术可以快速有效地清除水平井井底的砂砾，提高生产效率。

2. 安全可靠：该技术无需人工干预，在井下直接进行砂砾清除，减少了人员作业风险，提高了安全性。

3. 成本低廉：采用连续冲砂技术进行砂砾排除，可以减少井下设备的磨损和损坏，降低了维护成本。

水平井连续冲砂技术也存在一些缺点，主要包括以下几个方面：1. 对设备要求高：该技术需要使用高性能的冲砂工具和设备，对施工条件有一定要求。

2. 需要专业技术人员：施工过程需要较高的技术水平，操作人员需要接受专业培训。

3. 对井下环境有一定影响：由于连续冲砂技术需要在井下进行高速液柱的冲击，对井下环境会产生一定影响。

四、应用范围水平井连续冲砂技术主要应用于水平井油田的开发和生产过程中，适用于砂粒含量较高的产层。

术 。该技术利 用裸 眼封 隔器 、分级 箍 、盲板 、洗井阀等特殊完井工具 在 水平井 造斜段实现注水泥 ，根据油藏情况利用裸眼封隔器和 大通径 筛管对 油层部位进行分段完井 。完井时 ，首先对造斜段注水泥 固井 ， 然 后钻除固井盲板 ，最后下入洗井酸化胀封管柱 ， 对油层进行洗井 和
（ ） ８ １ 沾ｌ 块水平井完井方法优选 。
完 井方式 裸 眼 预充 填砾 石筛 管完 井 裸 眼金 属 纤堆 筛管 完井 裸 眼烧 蛄 陶瓷 筛管 完井 裸 眼金 属毡 缔管 完井 裸 眼 井下砾 石充 填 完井 开 井产量 （ ／ 经 济效益 ｆ 吨 天） 万元１ ５ ３ ２ ０ ５ ３ ４ ４ ５ ３９ ６ ５ ４６ ７ ６ ８６ ５ １８ １ ｏ ４１ ３ １５ ２ ８ ５０ ０ １２ ７ ４ ５８ ２ １ ５４ ３ ５９ Ｓ １３ ３ ２ ９６ ６ 生产 时 闻（ 天） ９ ２ １６ ０ ０ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ ０
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图 ９ 井段 ２ ８￣２６ ｍ页 岩段 地 层 厚度 校 正 ４８ ５ ４
本 井在井段２８ ～ ５ ４ 录取页岩层 ，录取地层厚度为７ ｍ， （ ４８ ２６ｍ ６ 见 图９ ）井段换算 成垂深２ ０ ～ ４ ０ ４ ０ ２ ２ ｍ，垂厚为２ ｍ，其实这个 厚度仅仅 ０ 为一 个视厚度 ，在图 中表 现为Ｈ ＡＨ 与 的和 ，如果要求 出真实地层 厚 度还 得消除地层 倾角带来 的影响 ，本层在轨 迹方 向地 层倾角为３ ， 。 那 么就 得用地层倾 角消 除地层下倾带来地层 增厚影响 。ＡＨ＝ （ 层底 水平位移一 层顶 水平位 移 ）× ｇ 。 ，ＡＨ＝５ ×ｔ 。 ＝２ ｍ，得 出 ｔ３ ２ ｇ ３ ． ７ 地层 真实厚 度为１ ．ｍ。 ７３ （ ）引入特殊 录井手段 。非常规 油气勘探打破 了常规油气 录井 ５ 石油地质理论 ，引入一些特殊的录井方法尤其 重要 ，本井在录井过程 （ １４ ） 接 ０ 页 粘度 。根据砾 石充填机理 与固液两相 流理论 ，建立了水 平井砾石充填数模 ，研究 各参数对砾 石充填的影响 ，以达到充填防砂 施工 各参数 的最优 。沾 ｌ 块方案设 计用２ ８ ％防膨 抑砂剂配 成２ ｍ ８ ℃ ５ ） （ 以上本地 热污水溶 液挤前置液 ，携 砂液为 １０ 防膨清洁压 裂液 ，设 ８ ｍ

文章 编 号 ：０ ５ ８０ ｆ０ ８０ — １ — ２ １０ — ９ ７２ ０ ）４ １ ８ ０
冲 砂 液 性 能对 冲砂 影 响 的 实验 研 究
欧 阳传 湘 崔连 云 李 会 ｚ 闫利 恒 马 成 付 蓉 涂 志 勇
（． 江 大 学 石 油 ｌ 程 学 院 ， １ 长 丁 湖北 荆 州 ４ ４ ２ ；． 江 大 学地 球 科 学 学 院 ， 北 荆 州 ４ ４ ２ ） ３０ ３ ２长 湖 ３ ０ ３
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球形颗粒在液体中的沉末速度与颗粒在液体中所受的重力浮力阻力有关当颗粒沉降速度稳定后颗粒所受阻力f为重力w减去浮力t即fwt佟庆理等认为不同雷诺数下的颗粒移动阻力系数不同re
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２０ ０ ８年 ７月
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第 １ 第 ４期 ５卷

连续油管钻扫、冲砂防卡分析摘要：目前气田水平井多为可溶桥塞射孔联作工艺，随着气田开发进度的加快，压裂后需尽快钻扫桥塞、冲砂，疏通井筒后尽快投产。

连续油管疏通井眼相比普通油管有着井控风险低、作业进尺快的特点，近年来被越来越多采用。

但连续油管疏通井筒属于非常规工艺，作业过程中遇卡时有发生，受连续油管强度限制，解卡难度大。

本文详细分析了气田连续油管钻扫冲砂遇卡原因、提出了针对性预防措施，为气藏的有效开发奠定了坚实的基础。

关键词：连续油管；钻扫冲砂；东胜气田；监管重点从2021年开始，为加快压裂后试气节奏，连续油管钻扫桥塞、冲砂井次大幅增加，由于连续油管冲砂设计、行业规范中技术措施相对普通油管冲砂不够完善，施工队伍经验不足，施工风险识别、管控体系不成熟，易出现连续油管遇卡，甚至无法解卡切割连续油管转为大修的情况。

通过跟踪连续油管钻扫冲砂作业，总结分析了连续油管防卡优化监管模式，为后续连续油管钻扫冲砂顺利实施打好了基础。

1连续油管遇卡原因分析目前，东胜气田水平井采用可溶桥塞射孔联作工艺压裂的在压后井筒会存在桥塞上的不溶零部件、地层流体带出的压裂砂，部分井出砂量大，水平段可能沉积5-10方压裂砂，造成冲砂遇卡风险较高。

经统计分析，连油遇卡主要原因有：（1）井筒原因。

经统计，水平井冲砂遇卡共同点：冲过水平段中部位置后短起至距离A靶点300m左右位置遇卡。

分析原因可能为：水平段的砂子靠近A靶点时运动轨迹先下降后上升，下降过程中排量不足易导致砂子下沉，快速堆积，造成砂卡；工具串中冲砂工具直径较大，短起时工具与连油的台阶处会堆积砂子，加大遇卡风险；水平段的砂子被液体冲刷后悬浮在井筒中，井筒压裂过的炮眼漏出，液体漏失量可能会大幅增加，短起返排排量容易降低。

（2）地层原因。

砂卡井普遍漏失量较大，因液体大量漏失导致返出排量低于临界携屑排量，砂子沉降后连油遇卡；地层漏失较难预测，压后短期停喷的井、短期见气的井漏失量都有可能较大；地层漏失呈动态变化，钻冲至某个位置可能漏失量突然增大，如果不能及时发现并采取措施，就可能导致连续油管遇卡。

浅谈水平井冲砂随着油田的不断开发，水平井的大量出现，也相应产生了需要进行修井作业的水平井。

冀东油田由于其地理环境影响，水平井占了较大的地位，类型有：常规水平井、侧钻水平井、大斜度水平井、分支井、鱼骨型分支水平井。

大修一队在水平井冲砂方面，取得了不少的实践经验，也给我们对各种水平井冲砂理论进行了验证和充实。

不管是任何水平井，都是由造斜工具不断造斜产生的，可以看作是多个不同井斜角变化的多边形组成的，这是它们的特点。

受重力影响，这类井的井筒出现问题后比直井要更加严重，更加复杂，需要在多环节上技术把关，才能恢复该类油井的正常生产。

这类井井筒出现的问题有如下特点：（1）受重力作用，油层砂粒更易沉积于井筒，形成长井段的“砂床”，严重时形成砂堵井眼。

（2）井内施工管柱紧贴油层套管底边，管柱受“钟摆力”和摩擦面积大的双重作用，更易形成卡钻。

（3）摩擦效应随着井眼曲率及井斜的不断增大而增加，钻压有很大一部分与井壁的摩擦力抵消了，不易确定作用在井下工具上某一时刻真正的钻压值。

（4）无论修井液携砂能力多么强，总有部分砂粒在上返途中留在井壁底边，致使摩擦面积的增大，导致井况复杂。

（5）当管柱与油层套管的筛管井段或射孔井段静止接触时，还有可能发生粘附卡钻。

一、砂柱或砂床的形成及特点（1）沉积物主要是地层砂、修井液中的固相颗粒以及施工作业后遗留的固相沉积（如钻水泥塞后的灰屑、油管内外的铁锈等）。

（2）地层砂随着地层流体流入井筒并重新沉降形成砂床。

（3）筛管完井的井沉积物主要是地层砂及修井液、暂堵剂等残留物。

二、冲砂的特点（1）沉积时间长的砂柱或砂床，需要较大的排量及钻压才能够冲动砂子。

如果沉积时间过长，还需要用钻头或者刮刀搅散沉砂。

实例：XXXX井，水平段长410m，最大井斜91.01度，井段为1844.6-1852m，13.4m/3层，用活性水15方反循环冲砂，泵压3MPa，排量400L/min，井段1823.90-1840.39m，进尺16.49m，冲下φ73mm加厚油管2根，返砂0.19方，加压5吨无效，分析砂粒粘结比较结实，决定下钻钻松该井段砂子后再进行冲砂，下φ116mm三牙轮钻头+φ100mm螺杆钻，遇阻深度1840.39m，用活性水150方正循环钻铣，泵压3MPa，排量400L/min，钻压12MPa，井段1840.39-1998.5m，进尺158.11m，钻下φ73mm加厚油管17根，返砂1.9方。

连续油管冲砂解堵技术在水平井中的应用作者：葛思佳孙芸杨莉尚倩李烨来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第02期摘要：随着时代的发展进步，连续油管技术在越来越多的领域得到了应用。

若将连续油管冲砂解堵工艺应用在水平井之中，就具有作业较为简单、周期较短、成本较低等优势，且不会对于底层造成较大伤害。

基于此，本文主要对于连续油管冲砂解堵技术在水平中的应用进行探究。

关键词：连续油管;冲砂解堵技术;水平井若在油田生产中采用连续油管技术，由于其非常的高效、安全且灵活，因此案就能在多个领域进行应用，从而有效解决各种常规技术无法处理的问题。

比如水平井的出砂、筛管堵塞等问题。

所以，将连续油管冲砂解堵技术应用在水平井之中就能够提升油井开采效率，满足社会对于油气资源的实际需求。

1 油井出砂和筛管堵塞的主要原因1.1 出砂当前，某油藏储集岩属于一种含粒的不等粒砂岩，碎屑之中中石英占较高含泥量，同时大部分储层物性都比较好，作为高孔高渗储集层存在。

平均孔隙度一般都比30%左右，平均渗透率能够变为达西级别。

没有较大的胶结物含量，主要的就便为了孔隙式胶结，胶结比较的疏松。

由于筛管防砂级别不达标，因此很多颗粒比较小的岩石颗粒就会通过筛管，在进入井筒之后，导致一些井水平段出现砂埋情况，导致缩短了水平段的长度。

1.2 筛管的堵塞某油藏的原油有着明显的“三高一低”特征，原油的密度、黏度以及胶质沥青质含量都比较的高，但是凝固点却比较的低。

胶质沥青质物质在不断的堆积后，就是的近井地带之中的导流能力慢慢降低。

并且，各种物质都会附着于筛管外表面，还会进到筛管砾石的填充位置里，使得筛管出现堵塞情况，不仅会导致流体通道出现堵塞，还会使得流体无法进入井筒之中。

出砂与筛管堵塞问题普遍存在了大量的水平井之中，由于地层能量不能发挥，自然就会对于产量造成影响。

2 冲砂解堵配套工具与工艺技术的优化2.1 冲砂的途径连续油管技术若应用到水平井之中，一般的冲砂途径主要有：正冲、反冲、正正冲以及正反冲等几种。

由于 各种 原 因造 成油 气 井砂 堵 ， 为 了保 证 油气 井 正常生 产 ， 必须将 井筒 内的积砂 除掉 ， 将 井筒 内的 积 砂清 除掉 的工艺 方法 叫清 砂 。通常 的清砂方 法有
水 力 冲砂 和机 械捞 砂 。
３ ． １ 机 械 捞 砂
一
的将 会 导致 油气 井 关 井停 产 ， 因此 分 析砂 堵 原 因对 于预 防和处 理砂 堵 问题至 关重 要 。 目前 ， 主要 的砂堵
在油 气井生 产过 程 中 ， 无论 是 油井 还是气 井 ， 无 论产 层岩性 如何 ， 随 着生 产时 间 的延长 ， 产层 都会有 大量 的泥砂 、 杂物 等 涌进 井筒 内 。 由于生 产流体 的流 速或 粘度有 限 ， 携砂 能力 不足 ， 致使 泥砂 等在井 底沉 积， 导致部 分或全 部 产层被 埋没 ， 从 而使 油气产 量下 降 。 同时 由于地 层 出砂或 压裂 砂堵 在气 井井 筒 中产 生积砂， 特别 是 当积 砂掩埋 气层 射孔 段 时 ， 对地 面集
①在 油 井 中卡泵 ， 造 成 停产 ， 缩短 了油井 的检泵 周期 ， 降 低 了生 产率 ； ②填 埋 油 、 气层 ， 影 响 采收 率 ；
③ 卡钻 ， 增加 修井 工作 量 ； ④ 加快 生产钻 具及地 面设 备 的磨损 ， 缩 短设 备使用 寿命 ； ⑤ 地层 出砂严重 者可
能造成地 应 力变化 ， 引起 套 管变形 或毁 坏 ， 直到 该井 报废。
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ３ 一Ｏ ３ —２ ２
另外 ， 按照工艺类型水力冲砂也可分为传统冲 砂工 艺和 连续油 管 冲砂 。
作者简介 ： 张育华 （ １ ９ ８ ３ 一） ， ２ ０ ０ ６年 毕 业 于 西安 石 油 大 学 机 械 设 计 制 造 及 其 自动 化 专 业 ， 现 工 作 于 长 庆 油 田 分 公 司第 三采 气 厂 ， 工程师 ， 从 事 连 续 油 管技 术服 务 工作 。

水平井芯管内冲砂工艺
连续油管冲砂对接管柱
Ф89mm油管
扶正器
密封插头
滤砂管鱼顶
水平井芯管内冲砂工艺ຫໍສະໝຸດ Ф89mm油管 滑动扶正器
小冲管
滤砂管鱼顶
滤砂管
水平井套管内冲砂工艺
水平井连续冲砂装置由井 口部分和井下部分组成，井口 部分由高压自封、工作筒、反 冲洗阀组成；井下部分为安全 阀和旋流冲砂器。
该管柱为连续反冲洗方式，冲洗过程中油管柱的最上端始 终被反冲洗阀封闭，液流经井口自封进入，返出液由自封侧孔排 出，整个过程为不停泵连续作业。旋流冲砂器旋流接头在工作时 高速旋转，在套管内形成旋流，对水平段的沉砂充分搅动，将砂 粒彻底冲洗干净。该技术在胜利油田草20—平5井成功的进行了 冲洗。该井采用了7in旋流冲砂器+扶正器，连续冲砂段长320m， 冲出大量的死油、沉砂和杂质。
水平井冲砂工艺技术
冲砂可以分为冲套管砂和芯管砂两种， 对于滤砂管没有损坏的油井，经过芯管冲砂处 理以后，油井可以正常生产一段时间。对于由 于粉细砂堵塞滤砂管芯管的情况，将滤砂管芯 管内的沉砂冲洗干净也是恢复生产的一种有效 方法。
水平井套管内冲砂工艺技术 水平井套管冲砂时可以采用常规的光管反循 环冲砂。但由于水平井需冲砂的井段长（300— 500m），同时，在进入造斜段后，垂向间距逐渐 缩小，使冲洗液中携带的砂子沉降距离缩短，接 单根（不连续冲砂）时容易使砂子产生沉淀形成 砂桥。

水平井段携砂和冲砂过程中的力学分析及规律研究的开题报告一、选题背景水平井段携砂和冲砂是井下作业中的一项重要工作，主要目的是清除井眼周围的沉积物，维持井壁稳定，保证井筒通畅。

然而，在水平井段携砂和冲砂过程中，由于井眼周围的储层结构复杂，地质条件差异大，砾石多、淤泥厚，导致砂石运输困难，冲刷效率低下，甚至可能导致井眼破损等问题。

因此，在水平井段携砂和冲砂过程中对其力学分析和规律进行研究，对于提高井下作业效率、降低作业成本具有十分重要的意义。

二、课题研究目的本研究旨在通过对水平井段携砂和冲砂过程中的力学分析和规律进行研究，探讨该作业过程中的物理机制和运动规律，为优化井下作业提供科学依据。

三、研究内容和方法1. 研究内容：（1）水平井段携砂和冲砂的力学分析；（2）砂石颗粒的运动规律分析；（3）相对流速对砂石冲刷效率的影响分析；（4）冲砂液对井壁的冲刷力分析；（5）冲砂速度、冲砂液黏度和密度对砂石搬运效率的影响。

2. 研究方法：（1）文献调研：通过文献资料和前人研究成果了解和掌握研究领域现状；（2）数值模拟：通过数值模拟方法，模拟砂石在井眼内的运动规律和井壁受到的冲刷力；（3）实验研究：通过实验手段，测定不同工况下砂石搬运效率和冲砂液对井壁的冲刷力。

四、研究意义1. 通过研究水平井段携砂和冲砂过程中的力学分析和规律，可以优化井下作业方案，提高工作效率，降低成本。

2. 为水平井段携砂和冲砂工艺的改进和优化提供科学依据，提高井下工作效率，提升生产效益。

3. 推动研究领域的发展和深入，促进相关技术和设备的更新和升级。

五、研究进度安排1. 第一阶段：文献调研，收集和整理前人研究成果。

2. 第二阶段：数值模拟，模拟砂石在井眼内的运动规律和井壁受到的冲刷力，并分析影响因素。

3. 第三阶段：实验研究，选取不同工况，测定砂石搬运效率和冲砂液对井壁的冲刷力。

4. 第四阶段：数据处理和分析，总结结论，并进一步完善研究内容。

5. 第五阶段：撰写研究论文并进行答辩。

关于对分支水平井连续冲砂工艺技术研究【摘要】我国石油领域世界在经济日益竞争激烈的今天也有了自己的国际地位，在某些技术领域已经跟上发达国家的技术水平，1995年我国正式成为出口石油的大国，这意味着我国石油面临着越来越大的生产和开发压力，并且技术工艺上也不容落后，随着经济全球化信息全球化时代的来临石油产业的生产压力会不断增加，由于我国地形差异较大地质特征比较独特又加剧了一层压力。

尤其在水平开发井上我国的技术工艺与国外先进技术比还有所差距，本文根据近几年的水平井开发技术上的发展情况就分支水平井的冲砂工艺提出探讨和研究，分析了连续冲砂工艺和冲砂工具的应用。

【关键词】分支水平井连续冲砂工艺问题未来的发展1980年以来，我国现代钻井设计、钻井工艺技术、钻井液、固井等技术得到发展，推动了水平井技术的进一步发展。

水平井的多元化正在以惊人的速度发展着，多年来，由于不断进行技术攻关研究与新技术的推广应用，水平井钻井技术迅速提高，并达到了国际先进领域。

特别是水平井的轨迹设计技术和导向技术的发展，促生了多种水平井新技术，比如：大位移井钻井技术、分支井钻井技术、大位移水平井钻井技术等，逐步成为新老油田开发的重要技术手段。

本文阐述的分支水平井目前所钻的主要有2种：一种是新钻分支水平井；另一种是老井侧钻分支水平井。

随着近几年石油领域的不断发展，在我国各种地形上都已经有了自己独特的钻井方式，在钻进区域的不断扩大以及地质和地形的差异使得钻井难度的不断增加，分支水平井在这几年是最适合的开发井之一，必须明确目标、继续攻关研究，以满足国内外技术发展和市场竞争的需要随着水平井综合能力和工艺技术的发展。

1 分支水平井连续冲砂工艺随着石油领域技术水平的不断进步，从二十世纪九十年代开始，就出现了水平井以及到现在的分支井和分支水平井，由于生产压力和各种原因这些油井在生产过程中产量逐渐降低或停产，其中最主要的原因就是在开发水平井中油井严重出砂。

那么目前分支水平井连续冲砂工艺中出现了哪些问题呢？（1）目前在我国石油领域水平井油井冲砂施工中，采用了连续冲砂工艺。

关于对水平井冲砂技术的研究与应用【摘要】随着我国科技水平的不断发展和石油工业的快速进步，我国的油田开采技术水平不断提高，油井技术的应用也越来越广泛。

在这些力量的推动下，水平井的技术也是更上了大的台阶。

常规的水平井修井的作业技术相对于普通的油井作业会有很大的不同，这主要是因为水平井的井身的特殊性，它的井段开始处是一段斜段，随之是很长的水平段，这就使得整个井筒的轴线是不规则的，因此对于水平井的修井施工作业会相应的复杂，技术应用也会存在一定的要求。

本文就是从水平井的冲砂技术出发，对水平井冲砂技术的现状、水平井冲砂工艺的特点以及施工作业的设计应用进行简单的介绍。

【关键词】水平井冲砂技术技术现状工艺特点施工设计技术应用近些年来，油田工作者通过对水平井修井施工作业的现场实践和理论研究分析，研究了一整套水平井冲砂专业的工具和技术，工作人员再根据水平井在施工作业时的出砂的状况采取相应的水平井冲砂工艺。

下面，笔者就对水平井冲砂技术的现状、水平井冲砂工艺以及工具特点进行介绍。

1 水平井冲砂技术的现状1.1 水平井的积砂特点水平井就是井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。

它的井眼在油层中水平延伸相当长一段长度。

因此水平井大概分为四个部分：垂直段、造斜段、稳斜段和水平段。

水平井一般都呈现上翘式，因此当油层出现砂粒后就会跟随着油液进入到水平井井筒。

大一点的沙粒就会最先沉积在水平井的水平段形成了砂床，小一点的沙粒随着油液流动，但当进入到水平井的垂直段后由于油液流动的面积增大导致流速降低，一些沙粒就会继续沉降和积压，形成沙堆。

而产出的液体如果携带着沙粒进入抽油泵，还极易造成机器磨损和沙粒掩埋油层，这些情况都会导致油井不能正常作业。

1.2 水平井冲砂遇到的难题。

水平井具有独特的井身结构，因此在进行水平井冲砂施工作业时候采用常规的冲砂技术就会呈现出很多的问题，而不使用常规冲砂，通过采用高成本稀油进行冲砂大大提高了冲砂成本却冲砂结果不理想，导致砂埋油层现象十分严重，更加限制了油井的正常生产。

技术应用与研究Chenmical Intermediate当代化工研究2016·0317前言传统的冲砂工艺虽然满足了直井和定向井的要求，但是对于储层呈水平状，地层亏空严重，冲砂液返排率极低的定边油田延长组深部油藏水平井效果极差。

目前定边采油厂水平井开采延长组的有43口，全部实行的多段大砂量、高砂比水力喷射压裂投产措施，部分因地层出砂形成砂桥或其他原因导致的低产井，需要通过冲砂来提高其生产能力，所以亟需在油井冲砂方面有技术突破，解决目前定边油田水平井开发困境。

一、水平井冲砂的难点1.套管水平段液体呈现上快下慢循环通道，井眼底边流速很低，携砂能力弱，容易导致卡钻。

2.冲砂液在水平井段和斜井段携砂能力弱，冲砂过程中，在斜井段容易形成砂桥，造成砂卡事故。

3.地层出砂后，油砂容易胶结形成砂桥，严重时堵住井眼，形成井下局部高压，具有井控风险。

4.采用多段压裂技术，深部油藏地层压力低，地层存在吸水现象，无法将砂子带出井筒。

二、负压旋流冲砂技术负压旋流冲砂技术是采用淹没式射流泵+截流皮碗+旋流头结构，利用淹没式射流泵形成负压减少地层污染、截流皮碗分流和旋流头形成旋转湍流增加冲砂、携砂能力，套洗头和负压冲砂，对井下浮砂进行搅拌、负压冲洗，针对井下存在胶结物、压裂脱落胶皮等难以靠水流冲洗出井外的异物，可进行打碎后再冲洗作业，这样既解决了因地层亏空、返排效率底的问题，又解决了井下混合物无法形成湍流和冲洗无效的问题。

三、井下洗井管柱（自下而上）结构水力旋转冲砂器（Φ3.0mm喷头）+倒角油管串(造斜点位置至人工井底位置)+加厚油管串+250井口，计算出所需倒角油管串数，在冲砂的过程中从井口续加加厚油管（Φ73.0mm）。

井口装置有高压自封封井器，主要是防止井喷作用，井下冲砂装置包括倒角油管和水力旋转冲砂器，主要是对地层的冲洗和防偏磨、套损造成事故，水力旋转冲砂器(图1）的作用是在套管内分流。

图1 水力旋转除砂器设计图(1)水平井负压旋转冲砂工艺技术的研究与应用ＯＯ刘伟ＯＯ杨淇ＯＯ罗宝莉（西安石油大学ＯＯ陕西西安ＯＯ710000）摘要：针对水平井冲砂，由于地层亏空严重，传统方法返排率极低，冲砂风险程度大，不能有效保护储层。

水平井冲砂引言：水平井是指井斜角大于或等于86度，并保持这种角度钻完一定长度的水平段的定向井。

它是利用增加井眼轨迹在油层中的穿行距离,扩大油井生产过程中的泄油面积,降低生产压差和提高产油量。

辽河油田稠油产量居全国稠油产量之首，而曙光油田作为辽河油田最大的区块，油水关系复杂，井网井距小、作业频繁、水平井维护管理不到位等综合因素导致稠油问题水平井不断增多，开采到一定程度后，油井出砂严重，就阻碍了采油速度的提高，也给修井维护作业带来一定程度的困难。

1、研究的意义目前，辽河油田正处在一次开发的中后期，随着油田的开发，油层系数逐渐降低，曙光油田的某些区块，比如杜212、杜813块受压实和成岩作用的影响，岩石泥质含量高，孔隙度大，胶结松散，出砂严重，进行冲砂作业的周期缩短，而在修井维护作业中，由于采用成本低廉，容易处理的清水或热污水作为冲砂液，冲砂时，大量清水进到进入油层，在这些漏失严重的井中，清水只进不出，使井底的砂粒不能有效冲出，致使油井沉砂严重，使油井产量降低，并增加开采成本。

以下是曙光油田兴隆台超稠油水平井出砂统计图。

从上图，我们能直观地看出，曙光油田的杜813、杜212块出砂井占的比例是很大的，所以在作业中研究一种行之有效的水平井冲砂方法，对于维护水平井的正常开采是具有重大意义的。

2、存在的难题1、常规冲砂工艺采用停泵接单根，容易造成冲砂管柱砂埋阻卡，造成井下事故。

2、部分井油层漏失较严重，冲砂过程中停泵会加速泥砂下沉，造成部分卡阻。

3、采用地面敞口循环池子冲砂，砂水分离不彻底，原油无法及时回收，容易造成地面环境污染。

4、冲砂管柱上提、下放的过程中遇阻，冲砂管柱地面显示交替符合变化大难入判断井下状况。

兴隆台超稠油水平井出砂统计1020304050607080曙1104205杜84杜212杜813井数 N0102030405060百分比 %5、这些区块的地层系数普遍较低，水平井油层裸露面积一般会比较大，水力冲砂过程中冲砂液携砂进入地层，无法将砂粒排出井外，而随着开采的进行，这些砂粒又会重新吐出，造成反复冲砂，而冲砂液的漏失又将会对油层造成储层伤害。

连续油管冲砂技术在高压井中的应用高㊀飞摘㊀要:地层出砂是油气井生产工作中常见且严重的阻碍问题ꎬ如果不及时采取有效处理办法ꎬ很可能导致产量下降ꎬ甚至出现比较严重的停产问题ꎬ所以更需对其提高重视度ꎮ该问题的传统冲砂处理办法有很大局限性ꎬ需要先进行压井操作才能进行下一步的冲砂作业ꎬ不仅工序上比较复杂ꎬ需要使用修井平台ꎬ而且作业时间比较长ꎬ再加上容易导致周边环境的污染ꎬ更需对该处理工艺加以改进ꎮ关键词:连续油管ꎻ冲砂技术ꎻ压井操作ꎻ施工工艺一㊁基本概况该油井属于高压高产深井ꎬ探测深度在５１５０ｍꎬ压力系数为２.０４~２.２３ꎬ具有埋藏较深等系列特点ꎬ因油气开采过程中油层条件相对复杂ꎬ再加上其间构造存在一定的刺激作用ꎬ所以在冬季生产中ꎬ受低温影响导致油管中出现明显阻塞情况ꎬ生产量和油压下降明显ꎬ对该地生产效益造成严重影响ꎬ经综合探查发现ꎬ必须开展解堵作业ꎬ才能破除生产油管的阻塞情况ꎮ经进一步探查及技术综合考虑之后ꎬ该油井技术组决定采取连续油管冲砂技术ꎬ以此更快完成冲砂解堵ꎬ实现油井的生产恢复ꎮ二㊁技术应用分析虽然连续油管冲砂技术在高压高产深井解堵作业中具有一定的应用优势ꎬ但从根本而言ꎬ该技术在实际应用中同样有很多需要重视的要点内容ꎬ以及可能出现的风险问题ꎬ需在作业前对其进行详细分析ꎮ其一ꎬ因为该技术在应用中属于带压作业ꎬ所以需要在实际作业中对井控风险有一定的认识ꎬ很可能在作业中受压力影响出现意外风险问题ꎻ其二ꎬ作业时间虽然较短ꎬ但也需考虑到油管实际承压以及具体强度情况ꎬ以免操作过程中出现疲劳损伤问题ꎬ影响作业效果以及油管安全ꎻ其三ꎬ因为探查情况比较简单ꎬ对其实际阻塞状况并无明确认知ꎬ也可出现油管变形问题ꎬ使作业效果大受影响ꎻ其四ꎬ该井异物检测中发现其中存在径直细小的粉砂ꎬ如何在冲砂过程中保持冲砂液干净ꎬ是作业中的重点问题ꎬ如未能有效处理ꎬ可能导致卡钻等问题发生ꎮ三㊁作业前的准备作业前的准备工作既是对各项应用设备的合理选择ꎬ也是结合技术应用重难点问题进行必要检测与优化设计ꎬ选择最合理的应用方案ꎬ提高技术应用的有效性ꎮ(一)连续油管的优选作为技术应用的关键点之一ꎬ连续油管必须具备良好的应用性能ꎬ以此提高应用中的有效性ꎮ首先ꎬ是在强度检测选择中ꎬ该技术组对油管重力㊁安全极限拉力㊁浮力㊁摩擦力㊁上顶力等进行全面的计算ꎬ保证各项检测结果均能符合该油井施工需要ꎬ以此保证连续油井选用的合理性ꎻ其次ꎬ开展摩阻压降测试ꎬ确保所选油罐在具体应用保持良好的水流冲注能力ꎻ最后ꎬ在连续油管上进一步辅设优化配置ꎮ(二)合理选择冲砂液冲砂液的合理配置至关重要ꎬ准确把握其在作业中的砂质排放量ꎬ能够更好把控油井中的砂质排放效果ꎮ在配置上ꎬ该技术组加入０.５０％稠化剂㊁１２％ＮａＣｌ以及０.５％温度稳定剂ꎬ以此配置的冲砂液具有更强的抗盐㊁抗高温㊁携砂能力ꎬ以此满足解堵作业施工质量要求ꎮ(三)问题改进措施针对出现的一些重难点问题ꎬ该技术组经过综合考虑和实验检测后制订出部分改进措施ꎬ以此提高技术应用的合理性ꎮ改进井口控制设备的配置ꎬ通过对防喷盒密封压力的控制以及４联防喷器的应用ꎬ将工作压力控制在合理范围内ꎬ以此提高带压作业中对井控风险的有效管控ꎻ安装过滤器装置ꎬ在循环使用前对管汇液进行过滤处理ꎬ将其中的杂质完全清除ꎬ以免出现水眼堵塞问题ꎬ保证操作顺利开展ꎻ该施工组还具体设计了两套方案ꎬ一是内连接器与冲洗头应用为主的针对水功率较大需求清理模式的应用ꎻ二是以外连接器以及磨洗钻头应用为主的针对大块硬物处理模式的应用ꎬ以这两种方案的交替应用可实现油管内杂质的更有效清除ꎮ四㊁操作简述其一ꎬ设备安装ꎮ将连续油管㊁防喷盒㊁过滤器㊁注入头塔架等均按规范要求合理安装ꎬ并进行调试㊁检测ꎬ确保各项设备可正常使用ꎬ各相关设备以及冲砂液可在安装完成后即进场待用ꎻ其二ꎬ对连续油管进行清洁处理ꎬ使用水泥车冲洗油管及管汇处ꎬ将其中杂质清除干净后才能投用ꎻ其三ꎬ操作过程中需保持边下边循环操作形式ꎬ首先采用方案一进行作业ꎬ持续将连续油管向下探测冲刷ꎬ并对泵压进行跟随调整ꎻ检测中发现ꎬ在深度为４７５０ｍ时ꎬ泵压已经达到４９ＭＰａꎬ而到４９００ｍ时ꎬ泵压变为５１ＭＰａꎬ且此时出现明显阻力ꎬ反复探测两次后发现没有出现阻力变化情况ꎬ随后即以泥浆进行冲洗处理ꎬ排量㊁比重以及黏度有显著提升ꎬ而且出现少量砂和黏稠物质ꎻ随后可以继续深入ꎬ再次受阻后经多次冲洗发现已经无法再度深入ꎬ即将油管撤出ꎬ选用方案二进行重复作业ꎬ发现比方案一稍微深入１５ｍ左右ꎬ最终确定已到井底ꎻ其四ꎬ深入展开冲砂操作ꎬ结合首段测试冲砂之后ꎬ以方案二对油井进行持续冲砂处理ꎬ遇到无法进入部分ꎬ对其中堵塞物排出加以检测后发现ꎬ还有较大量垢ꎬ经试验室检验对其主要成分加以明确ꎬ以此配置除垢剂ꎬ注入９ｍ３后ꎬ检测发现除底部外ꎬ还主要积蓄在４６００ｍ处ꎬ浸泡２ｈ后进一步钻磨冲砂ꎻ重复到达井底后更换方案一进行细化冲砂处理ꎬ逐步向下清除ꎬ持续注入２２６.０ｍ３冲砂液ꎬ共返回９２.１ｍ３ꎬ其中含砂量将近６Ｌ左右ꎮ其五ꎬ完成冲砂操作之后ꎬ即可撤出连续油管并拆除各项安装设备ꎬ并放喷求产ꎬ检测冲砂操作后的应用效果ꎮ经检测发现ꎬ经施工操作之后ꎬ油压和产油量明显有所回升ꎬ说明该技术应用具有良好的使用效果ꎮ五㊁结束语在该油井连续油管冲砂技术的具体应用中ꎬ结合实际油井情况进行综合分析与设计方案改进ꎬ顺利完成了操作方案ꎬ取得良好解堵效果ꎬ但施工过程中也出现一些问题ꎬ比如在方案二下冲应用中没有对井下黏稠物质以及结垢问题进行充分分析ꎬ以至于操作中进行多次下冲处理ꎬ对施工进度造成一定的影响ꎬ这也说明技术应用中务必要多方面考虑各种可能造成不利影响的因素ꎬ以此提高施工设计与开展的合理性ꎮ参考文献:[１]张玉鹏.连续油管作业技术在超深井中的应用[Ｊ].云南化工ꎬ２０１８ꎬ４５(４):５１.[２]曹根培.连续油管技术在井下作业中的应用浅谈[Ｊ].化工管理ꎬ２０１９(２１):７６.作者简介:高飞ꎬ胜利石油工程有限公司井下作业公司ꎮ２６１。